(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線モバイルネットワーク内におけるネットワーク接続処理のための方法において、前記無線モバイルネットワークは、一時的な識別情報を有するユーザ装置と少なくとも１個の移動管理エンティティとを備えており、前記方法は前記ユーザ装置によって実行されるものであり、
前記ユーザ装置が前記移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定（５２）を提供するステップと、
前記ユーザ装置の一時的な識別情報を前記推定の結果にかかわらず常に前記ネットワーク接続処理中に送信する（５４）（５６）ステップと、
前記ユーザ装置が前記少なくとも１個の移動管理エンティティにおいて未知であると推定された場合に、前記ユーザ装置の識別情報を前記ネットワーク接続処理中に送信する（５６）ステップと、
を有し、
前記推定を提供する前記ステップが、前記ユーザ装置による前記移動管理エンティティ内の自己のコンテクストの状態を決定するための演算及び当該演算の結果と閾値との比較を含む、
方法。
【請求項２】
前記ユーザ装置が、最後のコンテクスト更新が発生したときを知っていることによって推定を提供する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
推定を提供する前記ステップが、作動中に測定を実行するとともに前記測定を追跡することを有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
測定を実行することが、前記移動管理エンティティから切り離した後にタイマを開始することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
推定を提供する前記ステップが、前記移動管理エンティティがコンテクストを喪失したか否かを検知することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
検知する前記ステップが、基地局において前記一時的な識別情報が利用不可能なことを検知すること、又は、前記基地局から前記移動管理エンティティが前記コンテクストを喪失した旨のメッセージを受信することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
無線モバイルネットワーク内におけるネットワーク接続処理のための方法において、前記無線モバイルネットワークは、一時的な識別情報を有するユーザ装置と少なくとも１個の移動管理エンティティとを備えており、前記方法は前記ユーザ装置によって実行されるものであり、
前記ユーザ装置が前記移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定（５２）を提供するステップと、
前記ユーザ装置の一時的な識別情報を前記ネットワーク接続処理中に送信する（５４）ステップと、
前記ユーザ装置が前記少なくとも１個の移動管理エンティティにおいて未知であると推定された場合に、前記ユーザ装置の識別情報を前記ネットワーク接続処理中に送信する（５６）ステップと、
を有し、
前記推定を提供する前記ステップが、前記ユーザ装置による前記移動管理エンティティ内の自己のコンテクストの状態を決定するための演算及び当該演算の結果と閾値との比較を含んでおり、
推定を提供する前記ステップが、前記移動管理エンティティ上のトラフィック量を検知すること、又は、無線活動のレベルを監視することを含む方法。
【請求項８】
前記トラフィック量を検知する前記ステップが、ブロードキャストページングメッセージの頻度を監視することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
無線モバイルネットワーク内におけるネットワーク接続処理のための方法において、前記無線モバイルネットワークは、一時的な識別情報を有するユーザ装置と少なくとも１個の移動管理エンティティとを備えており、前記方法は前記ユーザ装置によって実行されるものであり、
前記ユーザ装置が前記移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定（５２）を提供するステップと、
前記ユーザ装置の一時的な識別情報を前記ネットワーク接続処理中に送信する（５４）ステップと、
前記ユーザ装置が前記少なくとも１個の移動管理エンティティにおいて未知であると推定された場合に、前記ユーザ装置の識別情報を前記ネットワーク接続処理中に送信する（５６）ステップと、
を有し、
前記推定を提供する前記ステップが、前記ユーザ装置による前記移動管理エンティティ内の自己のコンテクストの状態を決定するための演算及び当該演算の結果と閾値との比較を含んでおり、
推定を提供する前記ステップが、明示的なシグナリングによって、又は製造業者に特有の随意的な特徴を検知することによって、又は製造業者に特有のデフォルト値によって、
又はタイミングの差を検知することによって、前記移動管理エンティティの製造業者を検知することを含む方法。
【請求項１０】
推定を提供する前記ステップが、前記ユーザ装置が未知であるか否かに関するメッセージを前記移動管理エンティティから受信することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記メッセージが既に既存のメッセージに接続されているか、
または、
前記既存のメッセージがアクセスネットワーク発見及び選択機能メッセージである、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ホーム加入者サービスによって、前記ユーザ装置の推定を訂正するステップをさらに有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ネットワーク接続処理を実行する無線モバイルネットワーク内におけるユーザ装置において、前記無線モバイルネットワークは少なくとも１個の移動管理エンティティをさらに含み、前記ユーザ装置は一時的な識別情報を有しており、
前記ユーザ装置が前記移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定を提供するよう構成された推定手段と、
前記ユーザ装置の一時的な識別情報を前記推定の結果にかかわらず常に前記ネットワーク接続処理中に送信するよう構成された送信手段と、
前記ユーザ装置が前記少なくとも１個の移動管理エンティティにおいて未知であると推定された場合に、前記ユーザ装置の識別情報を前記ネットワーク接続処理中に送信するよう構成された送信手段と、
を備えるユーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線モバイルネットワーク内におけるネットワーク接続のための方法に関する。さらに、本発明は本明細書中に定義されたネットワーク接続のための当該方法に鑑みたユーザ装置とその動作もまた提供する。
【背景技術】
【０００２】
ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ：Universal Mobile Telecommunications Systems）は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：3rd Generation Partnership Project）によって標準化された３Ｇ（第３世代）移動体通信システムである。ＵＭＴＳの仕様の初版は、１９９９年に発表された（９９年版）。その一方において、当該標準に対するいくつかの改善が３ＧＰＰによって第４版、第５版及び第６版において標準化されてきた。より高いデータ速度をサポートすることを所望して、新しい無線インタフェイス、及び、新しい進化型（evolved）無線アクセスネットワークである、進化型地上無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ：（UMTS Terrestrial Access Network）を開発することが決定された。３ＧＰＰは、「ロングタームエボルーション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）としてより知られる検討項目「進化型ＵＴＲＡ及びＵＴＲＡＮ」を立ち上げた。この検討は、サービス提供を改善するために、及び、ユーザ及び事業者の費用を低減させるために、性能において大きな向上を達成する手段を調査するであろう。それを理由に、他の無線アクセス技術との相互作用が可能であるべきなので、新しい進化型（evolved）パケットコアネットワークに対する必要性が生じた。
【０００３】
Ｅ−ＵＴＲＡＮアーキテクチャは、以下に説明するように、進化型（evolved）ノードＢ（ｅＮＢ又はｅＮｏｄｅＢ）から成り、Ｅ−ＵＴＲＡのユーザ面（ＰＤＣＰ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ）及び制御面（ＲＲＣ）のプロトコルの終了をモバイルノードに提供する。
【０００４】
ｅＮＢは、ユーザ面ヘッダの圧縮及び暗号化の機能性を含む、物理（ＰＨＹ）層、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層、無線リンク制御（ＲＬＣ）層、及びパケットデータ制御プロトコル（ＰＤＣＰ）層を含んでいる（hosts）。当該ｅＮＢは、制御面に対応する無線リソース制御（ＲＲＣ）の機能をも提供する。さらに、それは、無線リソース管理、許可制御、スケジューリング、ネゴシエートされたＵＬ−ＱｏＳ（アップリンクサービス品質）の実施、セル情報ブロードキャスト送信、ユーザ及び制御面データの暗号化／解読、及び、ＤＬ／ＵＬ（ダウンリンク／アップリンク）のユーザ面パケットヘッダの圧縮／解凍を始めとする多くの機能を実行する。各ｅＮＢはＸ２インタフェイスによって互いに相互接続されている。また、各ｅＮＢはＳ１インタフェイスによってＥＰＣ（進化型（evolved）パケットコア）に、より具体的には、Ｓ１−ＭＭＥによってＭＭＥ（移動管理エンティティ）に、並びに、Ｓ１−Ｕによってサービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）に接続されている。Ｓ１インタフェイスは、ＭＭＥ／サービングゲートウェイとｅＮＢの間の多対多の関係をサポートする。
【０００５】
Ｓ−ＧＷは、ユーザデータパケットを経路設定並びに転送する一方で、ｅＮＢ間ハンドオーバー中のユーザ面のためのモバイルアンカとして、あるいは、ＬＴＥと他の３ＧＰＰ技術との間の移動体のためのアンカとして（Ｓ４インタフェイスを終了させ、２Ｇ／３Ｇシステムとパケットデータネットワークゲートウェイとの間のトラフィックを中継する）の機能も果たす。アイドル状態のＵＥに対しては、Ｓ−ＧＷはＤＬデータ経路を終了させ、ＵＥのためのＤＬデータが到達するとページングをトリガする。ＵＥは、ＩＰベアラサービスのパラメータ、ネットワーク内部ルーティング情報等のＵＥコンテクストを管理及び保存する。ＵＥはまた、合法的な傍受の場合にはユーザトラフィックの反復を実行する。
【０００６】
ＭＭＥは、ＬＴＥアクセスネットワークのための重要な制御ノードである。ＭＭＥは、再送信を含むアイドルモードでのＵＥ追跡及びページング処理に責任を負う。ＭＭＥはベアラ活性化／非活性化プロセスに関与しており、初期接続時及びコアネットワーク（ＣＮ）のノード再配置を伴うＬＴＥ内ハンドオーバー時のＵＥのためにＳ−ＧＷを選択することにも責任を負う。ＭＭＥは（ホーム加入者サーバ、ＨＳＳと交信することによって）ユーザを認証する責任を負う。ノンアクセスストラタム（ＮＡＳ）のシグナリングはＭＭＥで終了し、ＭＭＥは一時的な識別情報の生成及び各ＵＥへの割り当てにも責任を負う。ＭＭＥは、当該ＵＥがサービス提供者の公衆地上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）をキャンプオンする許可を確認し、ＵＥローミング制限を施行する。ＭＭＥは、ＮＡＳシグナリングの暗号化／完全性保護のためにネットワーク内の終点であるとともに、セキュリティキーの管理も取り扱う。シグナリングの合法的な傍受もＭＭＥによってサポートされる。ＭＭＥは、ＬＴＥと２Ｇ／３Ｇアクセスネットワークとの間の移動性のための制御面機能に、ＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポートノード）からのＭＭＥで終了するＳ３インタフェイスを提供する。ＭＭＥはまた、各ＵＥをローミングするためのホームＨＳＳへと向かうＳ６ａインタフェイスの終点でもある。
【０００７】
パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）は、ＵＥのトラフィクの出口及び入口点であることによって、当該ＵＥに対して、外部パケットデータネットワークへの接続性を提供する。１個のＵＥは、多数のＰＤＮにアクセスするために二つ以上のＰＤＮ−ＧＷと同時の接続性を有してもよい。ＰＤＮ−ＧＷは、ポリシー施行、ユーザごとのパケットフィルタリング、課金サポート、合法的傍受、及びパケットスクリーニングを実行する。ＰＤＮ−ＧＷの別の重要な役割は、３ＧＰＰ技術と非３ＧＰＰ技術との間の移動性のためのアンカとしての働きをすることである。
【０００８】
上記を要約すると、新規のＥ−ＵＴＲＡＮアクセスをサポートするためには、新規の３ＧＰＰコアネットワークが主として３つの論理エンティティへと分割される。第一には、ユーザ面において、ＰＤＮ−ＧＷは外部ネットワークへのゲートウェイであるとともに、３ＧＰＰアクセス技術と非３ＧＰＰアクセス技術（ＣＤＭＡ２０００、ＷｉＭａｘ又はＷＩＦＩ等）との間の移動性のためのグローバルモバイルアンカである。第二には、サービングゲートウェイである別のユーザ面エンティティが、３ＧＰＰアクセス（Ｅ−ＵＴＲＡＮ、ＵＴＲＡＮ、ＧＥＲＡＮ）間における移動性のためのモバイルアンカである。第三に、移動管理エンティティは、異なるＥＵＴＲＡＮ基地局（ｅＮｏｄｅＢ）間を移動する（以下においてＵＥ又はＭＮとも呼ばれる）移動体端末の移動性管理に責任を負うとともに、セッション管理にも責任を負う制御面エンティティである。
【０００９】
各ＭＭＥは各ｅＮｏｄｅＢに接続されており、１個のＭＭＥが多数のｅＮｏｄｅＢを管理（serve）してもよく、その結果、すべてのｅＮｏｄｅＢを包含するためにはシステム内に多数のＭＭＥが必要である。さらに、例えば、ロードバランシングを理由として、さまざまなＭＭＥが同一の組のｅＮｏｄｅＢをサーブするかもしれない。
【００１０】
上述したように、ＭＭＥは移動性管理及びセッション管理に責任を負う。ＭＭＥに接続された各移動体端末のために、特定の移動性管理及び進化型パケットシステムのコンテクスト情報がＭＭＥ内に保存されている。これらのコンテクストは、例えば、移動性の状態、一時的な識別情報、現在のトラッキングエリアリスト、最後の既知セル、認証ベクター、アクセス制限、加入済ＱｏＳプロファイル、加入済課金特徴、及び、アクティブなＰＤＮ接続ごとの使用中のＡＰＮ（アクセスポイント名）、ＩＰｖ４／ＩＰｖ６アドレス、制御面のためのＰＤＮ−ＧＷアドレス、及び、ＥＰＳベアラのＱｏＳプロファイル、ＥＰＳベアラの課金特徴という例のような、ＰＤＮ接続内における各ＥＰＳ（進化型パケットシステム）ベアラに対する情報等を含む。
【００１１】
さらに、あるＭＭＥ内の移動体端末のためのコンテクストは、移動体端末が３ＧＰＰアクセスと接続していなくても利用可能でありうる。このコンテクスト保持によって、３ＧＰＰアクセス中で再びスイッチを入れるとき、又は、非３ＧＰＰアクセスから３ＧＰＰアクセスへと戻すハンドオーバー時に、主として、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）とのシグナリングが保存されているので、より高速のセッションセットアップを許容する。
【００１２】
以下の２つの節では、本発明での２つの重要な話題についてのいくつかの追加的な背景情報、すなわち識別情報及びコンテクスト管理を説明する。
【００１３】
ＵＥ識別子
各ＵＥは、加入者の恒久的な識別情報である自己のＩＭＳＩによって識別することができ、ＩＭＳＩはグローバルユニークな識別子である。
【００１４】
ＩＭＳＩの次に、各ＵＥにはＭＭＥによってグローバルユニークな一時的な識別情報（ＧＵＴＩ）が割り当てられる。ＧＵＴＩは、加入者の識別情報の機密性をサポートするのに用いられ、また、短縮化されたＳ−ＴＭＳＩ形式では、より効率的な無線シグナリング処理（ページング及びサービス要求等）を可能にするのに用いられる。
【００１５】
ＧＵＴＩは２つの主な構成要素を有する。
−ＧＵＴＩを割り当てたＭＭＥを固有に識別する構成要素
−ＧＵＴＩを割り当てたＭＭＥ内にあるＵＥを固有に識別する構成要素
【００１６】
ＵＥコンテクスト
図１はコンテクストの管理処理を示す。ＵＥが接続されている間は、ＭＭＥにおけるＵＥのコンテクストは、ＨＳＳにおけるＵＥのデータと常に同期している。ＵＥの接続が切れた後に、ＭＭＥはそれについての通知を受信し、ここで、ＵＥのコンテクストを一定量の時間だけ保持するオプションを有する。ＭＭＥにおいてコンテクストを保持することによる便益は、ＵＥが当該ネットワークに再接続する場合に、当該ＭＭＥにおけるデータを再使用できることである。
【００１７】
コンテクストをＭＭＥにおいて保持している一方で、ＨＳＳに保存されている（及びＭＭＥでの動作にとって重要な）ＵＥの加入情報に対するすべての変更が、ＭＭＥに対して更新される。ＭＭＥがコンテクストを削除すると決定した瞬間に、ＭＭＥは「パージ」メッセージをＨＳＳに送信し、当該メッセージがコンテクストの削除に関することをＨＳＳに通知する。ＨＳＳにおいてこのメッセージを受信した後に、ＨＳＳは、ＭＭＥにおけるコンテクストへの更新を送信するのを止める。ＵＥは、ＭＭＥにおいてコンテクストの存在を知らないことに留意されたい。
【００１８】
先行技術
以下の処理もまた図２に示される。
【００１９】
−ＵＥは、接続要求（ＩＭＳＩ又は古いＧＵＴＩ）メッセージを、選択したネットワークの指示とともにｅＮｏｄｅＢに伝送することによって、接続処理を開始する。ＵＥが有効な利用可能なＧＵＴＩを有していない場合は、ＩＭＳＩが含められるものとする。ＵＥが有効なＧＵＴＩを有する場合には、ＧＵＴＩが含められるものとする。ＭＭＥが、後続のあらゆる接続受信メッセージのためのＴＡＩの良好なリストを生成するのを支援するために、利用可能であれば、最後に訪問したＴＡＩ（トラッキングエリア識別子）が含められるものとする。選択したネットワークは、ネットワーク共用目的のために選択されるＰＬＭＮを指示する。
−ｅＮｏｄｅＢは、ＧＵＴＩから、及び指示された選択したネットワークから、ＭＭＥを導き出す。当該ＭＭＥがｅＮｏｄｅＢと関連付けられていない場合には、ｅＮｏｄｅＢはＭＭＥを選択する。ｅＮｏｄｅＢは接続要求メッセージを新規のＭＭＥに転送する。
−ＵＥがＧＵＴＩによって自己を識別し、ＭＭＥが切り離し以降変更した場合には、新規のＭＭＥが、識別要求（古いＧＵＴＩ）を古いＭＭＥに送信して、ＩＭＳＩを要求する。古いＭＭＥ／ＳＧＳＮは、識別応答（ＩＭＳＩ、認証クインテット）によって応答する。ＵＥが古いＭＭＥ／ＳＧＳＮ内で知られていない場合には、古いＭＭＥ／ＳＧＳＮは適切なエラー原因とともに応答する。
−ＵＥが古いＭＭＥ／ＳＧＳＮ内と新規のＭＭＥ内の両方で知られていない場合には、新規のＭＭＥは識別情報要求をＵＥに送信して、ＩＭＳＩを要求する。ＵＥは識別情報応答（ＩＭＳＩ）によって応答する。
【００２０】
図３は同じ処理を示し、変形部分を強調する。
【００２１】
問題は、ネットワーク接続処理中に重要なシグナリングが存在することである。このことは、より多くのネットワークトラフィック及びネットワーク中の処理を形成するだけでなく、ネットワーク接続の遅延を一番先に増加する。
【００２２】
単純なソルーションは、ＵＥが、自己の接続要求メッセージ中に自己の識別情報（ＩＭＳＩ）を常に含めたことであろう。このようにして、識別情報は常に知られており、したがって、古いＭＭＥ（シグナリング＃３）又はＵＥ自体（シグナリング＃４）に尋ねる必要はない。しかしながら、このソルーションの欠点は、ＩＭＳＩが常に送信され、非暗号化されているため、位置プライバシーがなく、その結果、近隣の他のすべてのＵＥが、ネットワークに接続しているＵＥの存在を潜在的に検出しうることである。
【発明の概要】
【００２３】
したがって、目的は、より高速のネットワーク接続及びより少ないシグナリングを狙うとともに、先行技術のソルーションと同じレベルの位置プライバシーの保持することとする。
【００２４】
当該目的は独立請求項の主題によって解決される。本発明の有利な実施の形態は従属請求項の各主題である。
【００２５】
本発明の主な一実施態様は、無線モバイルネットワーク内におけるネットワーク接続処理のための方法を提供することである。該無線モバイルネットワークは、一時的な識別情報を有するユーザ装置と少なくとも１個の移動管理エンティティとを備える。該方法は、該ユーザ装置が該移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定を提供するステップと、該ユーザ装置の一時的な識別情報を該ネットワーク接続処理中に送信するステップとを含む。該ユーザ装置が該少なくとも１個の移動管理エンティティにおいて未知であると推定された場合に、該ユーザ装置の識別情報が該ネットワーク接続処理中に送信される。これらステップは該ユーザ装置によって実行される。
【００２６】
本発明の有利な実施の形態によると、推定を提供することは、該ユーザ装置による意思決定を可能にするための閾値レベルを用いることを有する。
【００２７】
本発明のさらなる有利な実施の形態では、該ユーザ装置は、最後のコンテクスト更新が発生したときを知っていることによる推定を提供する。
【００２８】
他の有利な実施の形態では、推定を提供する該ステップは、作動中に測定を実行するとともに該測定を追跡することを有する。
【００２９】
別の実施の形態によると、測定を実行することが、該移動管理エンティティから切り離した後にタイマを開始することを含む。
【００３０】
他の実施の形態では、推定を提供する該ステップが、統計的手法又はニューラルネットワーク又は遺伝的アルゴリズム又は遺伝的プログラミング又は疑似焼きなまし法を用いて実行される。
【００３１】
さらに有利な実施の形態では、推定を提供する該ステップが、該移動管理エンティティがコンテクストを喪失したか否かを検知することを含む。
【００３２】
さらに有利な実施の形態では、検知する該ステップは、基地局において該一時的な識別情報が利用不可能なことを検知すること、又は、該基地局から該移動管理エンティティが該コンテクストを喪失した旨のメッセージを受信することを含む。
【００３３】
他の有利な実施の形態によると、推定を提供する該ステップが、該移動管理エンティティ上のトラフィック量を検知すること、又は、無線活動のレベルを監視することを含む。
【００３４】
他の有利な実施の形態では、該トラフィック量を検知する該ステップが、ブロードキャストページングメッセージの頻度を監視することを含む。
【００３５】
本発明の他の有利な実施の形態によると、推定を提供する該ステップが、明示的なシグナリングによって、又は製造業者に特有の随意的な特徴を検知することによって、又は製造業者に特有のデフォルト値によって、又はタイミングの差を検知することによって、該移動管理エンティティの製造業者を検知することを含む。
【００３６】
さらに有利な実施の形態では、推定を提供する該ステップが、該ユーザ装置が未知であるか否かに関するメッセージを該移動管理エンティティから受信することを含む。
【００３７】
本発明の他の有利な実施の形態では、これらメッセージは既に既存のメッセージに接続されている。
【００３８】
本発明のさらに有利な実施の形態によると、該既存のメッセージがアクセスネットワーク発見及び選択機能メッセージである。
【００３９】
さらに有利な実施の形態では、該ユーザ装置の推定がホーム加入者サービスによって訂正される。
【００４０】
他の有利な実施の形態では、ＧＵＴＩは送信される必要はない。すなわち当該方法は、該ユーザ装置によって実行される、該ユーザ装置が該移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定を提供するステップと、該ユーザ装置が該少なくとも１個の移動管理エンティティにおいて未知であると推定された場合に、該ユーザ装置の識別情報を該ネットワーク接続処理中に送信するステップとを含む。
【００４１】
本発明の他の有利な実施の形態によると、ユーザ装置が、無線モバイルネットワーク内にあり、ネットワーク接続処理を実行している。該無線モバイルネットワークは少なくとも１個の移動管理エンティティをさらに有する。該ユーザ装置は、一時的な識別情報を有するとともに、該ユーザ装置が該移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定を提供するよう構成された推定手段を備える。送信手段が、該ユーザ装置の一時的な識別情報を該ネットワーク接続処理中に送信するとともに、送信手段が、該ユーザ装置が該少なくとも１個の移動管理エンティティにおいて未知であると推定された場合に、該ユーザ装置の識別情報を該ネットワーク接続処理中に送信する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
以下、添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図面中の類似又は対応する詳細事項には、同一の参照番号が付けられている。
【図１】ＭＭＥ処理におけるコンテクストの先行技術を示す図
【図２】先行技術：「接続要求」処理の開始を示す図
【図３】ＵＥが先行技術にしたがって自己のＧＵＴＩを送信する場合の「接続要求」のフローチャート
【図４】閾値と確率の間の相互関係を示すグラフ
【図５】本旨のフローチャート
【図６】ＵＥが自己の識別情報がＭＭＥにおいて知られていないと推定する場合の状況のフローチャート
【図７】ＵＥが一時的な識別情報を持たない場合のプロセス（先行技術）のフローチャート
【図８】ＨＳＳ推測の確率をＨＳＳにおいて利用可能な実際のコンテクストと組み合わせて示す
【図９】本発明の実施の一形態に対する決定木を対応する費用とともに示す
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下の段落では、本発明の様々な実施の形態を記載する。例示的な目的のみのために、実施の形態の大部分は、上記の技術分野のセクションにおいて論じられたＬＴＥによる（進化型）ＵＭＴＳ通信システムに関連して概略が説明される。本発明は、例えば、以前に記載されたＬＴＥ通信システムといった移動体通信システムとの接続において有利に用いられうるが、本発明は、この特定の例示的な通信ネットワークにおける使用には限定されないことに留意するべきである。
【００４４】
本発明は、３ＧＰＰネットワーク接続のための処理を最適化し、より高速のネットワーク接続及びより少ないシグナリングを目標にしている。ＵＥは、ＭＭＥにおいて自己のキャッシュしたコンテクストの状態を予測するための手がかりを用いて、自己の予測にしたがって応答する。
【００４５】
本発明の目標は、図３のステップ３３（ｓｉｇ：３）及び３６（ｓｉｇ：４）でのシグナリングメッセージの周波数を最小化することであり、したがって、解決されるべき課題はこれらステップにおいてシグナリングの必要性を最小化することである。
【００４６】
本旨は、ＵＥが、シグナリングを節約し、及びより高速のセットアップの完了を得るために、ＭＭＥにおいて自己のキャッシュしたコンテクストの状態を予測するための手がかりを用い、自己の予測にしたがって応答することである。
【００４７】
ＵＥの推測に応じて、以下の事例のうち一つが適用される：
−ＵＥが、古いＭＭＥ及び新規のＭＭＥにおいてＵＥが知られていないと推測する場合は、次いでＵＥは、ネットワーク接続時に自己のＩＭＳＩ及びＧＵＴＩを送信する。
−推測が正しい（ＵＥが知られていない）場合
−利点：シグナリング＃３及び＃４が保存できる
−欠点：なし
−推測が誤っている（ＵＥが知られている）場合
−利点：なし
−欠点：ＩＭＳＩが無線上で不必要に送信される
−ＵＥが、古いＭＭＥ又は新規のＭＭＥにおいてＵＥが知られていると推測する場合は、次いでＵＥは、ネットワーク接続時に自己のＧＵＴＩのみを送信する。
−推測が正しい（ＵＥが知られている）場合
−利点：なし
−欠点：なし
−推測が誤っている（ＵＥが知られていない）場合
−利点：なし
−欠点：現在の 状況。ＩＭＳＩは後に送信されなければならない。
【００４８】
本発明の原理は、図５にも記載されている。ここでは、ステップ５２で、ユーザ装置が、ネットワーク接続処理中に、自己が移動管理エンティティにおいて未知であるか否かの推定を提供する。自己が知られていると推定する場合には、ステップ５４で一時的な識別情報（ＧＵＴＩ）のみが送信され、自己が未知であることが推定される場合には、ステップ５６で識別情報（ＩＭＳＩ）及び一時的な識別情報（ＧＵＴＩ）の両方が送信される。
【００４９】
図６は、ＵＥがＭＭＥにおいて自己が知られていないことを推定する場合を示す。この場合には、ステップ６２でＵＥはＩＭＳＩ及びＧＵＴＩの両方を送信する。ステップ６４では、基地局は次いで古いＭＭＥが依然としてＵＥと関連付けられているか否かを決定する。そうでない場合には、ステップ６６でＭＭＥ選択が実行され、古いＭＭＥが依然として関連付けられている場合には、ネットワーク接続処理が継続する。
【００５０】
ＵＥが一時的な識別情報（ＧＵＴＩ）をもはや有していないという可能性もあり、このことは図７に示されている。この場合には、ＵＥは自己の識別情報（ＩＭＳＩ）のみを送信する。すなわち、ＵＥは、もはや自己の一時的な識別情報を持っていないので、自己の一時的な識別情報を送信できない。ＭＭＥ選択は次いで、ステップ７６でネットワーク接続処理が継続できる前に、ステップ７４で実行される必要がある。
【００５１】
ＵＥによって用いることができる様々な推測方法を記載する前に、次のセクションでは、確率に基づいてどのように推測が行われうるかを一般に論じる。
【００５２】
確率を用いた／用いないＵＥの推測
ＭＭＥにおける自己のコンテクストの存在についてのＵＥによる決定は、最終的にははい／いいえの決定である。ＵＥがはっきりした選択を行うことができるイベントが起こる一方で、他はある特定の選択の確率を増加又は減少させるかもしれない。図４に示すように、ＵＥは、イベントが発生するのを追跡し、ＭＭＥにおける自己のコンテクストについての確率を演算しうる。閾値を用いて、ＵＥははい／いいえの決定をすることができる。
【００５３】
推測方法１
このセクションは、ＵＥが、コンテクストの状態についての推測を用いてもよい第１の方法を説明する。この方法は、ＵＥのコンテクストに対する更新が発生した後に、ＭＭＥが自己のコンテクストを通常よりも長く保持するという推定に基づいている。この思想は、ＵＥは自己のＨＳＳコンテクストを間もなく更新して、その結果、ＭＭＥにおいてコンテクストの時間切れがリセットされることである。したがって、より長い期間にわたってコンテクストが利用可能である。
【００５４】
コンテクスト更新の例は：
−加入済のＱｏＳプロファイルにおける変更
−ＰＧＷ（パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ））のアドレスの変更
−ＩＰアドレスの変更、及び
−限定加入者グループへの参加／離脱
【００５５】
これらコンテクスト更新は、例えば加入者の契約が変更されるときに発生してもよい。
【００５６】
この方法の利点は、ＵＥの推測が余剰のシグナリングを用いることなく（シグナリングは暗示的である）、改善できることである。
【００５７】
追加的な利点は、ＵＥによる自己コンテクストの積極的更新は、ＭＭＥにおける自己のコンテクストの期間を延長できることである。これは、ＵＥが（自己の位置プライバシーを保持するために）自己のＩＭＳＩを送信したくない場合に、用いることができる。
【００５８】
推測方法２
推測方法２の基本的な思想は、自己の動作中にＵＥが測定を実行し、このデータを追跡することである。履歴データに基づいて、ＵＥは例えば、ＭＭＥがコンテクストを保持する平均時間を知ることをできる。
【００５９】
ＵＥによる学習は、３ＧＰＰからから切り離した後にタイマを開始することによって実行することができ、及び、同じＭＭＥとの再接続後ただちに、ＵＥはコンテクストがＭＭＥにおいて依然として存在するか否かを検出できる。
【００６０】
十分なデータが収集されたときには、ＵＥは、ネットワーク接続の「最良の」方法を統計的に判定することができる。統計的手法に次いで、ニューラルネットワーク、遺伝的アルゴリズム、遺伝的プログラミング又は疑似焼きなまし法といった他の方法が、用いられうる。
【００６１】
この方法の主な利点の一つは、当該方法が、「自己学習」性を理由として、ＭＭＥにおける実際のコンテクストキャッシュイング方法から概ね独立していることである。さらに、この方法は他の推測方法と組み合わせることができる。
【００６２】
学習したデータの粒度は様々でありうることに留意されたい。ＵＥは、ネットワーク事業者ごとに、又は他の粒度ごとに、各ＭＭＥの特徴を独自に学習しうる。
【００６３】
推測方法３
第３の思想は、ＭＭＥが故障した、再起動された、接続が切断された、又は他の任意の種類の不具合があったときはいつでも、ＭＭＥはおそらく、ＭＭＥについて自己のキャッシュしたコンテクストを喪失（又は無効化）し、その結果、このようなイベントの後、当該コンテクストがＭＭＥにおいてもはや利用可能ではないという推定に基づいている。
【００６４】
ＵＥがこの推定を活用するためには、ＵＥはＭＭＥが故障したことを検出できなければならない。
【００６５】
この検出は以下のように作用する。最初に、ＵＥはｅＮｏｄｅＢを介してＭＭＥに接続される。ここで、ＵＥが（移動又はスイッチの入／切によって）同じｅＮｏｄｅＢに後に戻り、ＵＥが新規のＧＵＴＩを得ることができなくなると、ＵＥは古いＭＭＥが利用可能でないことを知っている。任意の後続の接続要求に対して、ＵＥは、自己の古いコンテクストが削除されたことを推測することができる。
【００６６】
代替的には、ｅＮｏｄｅＢはＵＥに「ＭＭＥの故障」を明示的に伝えうる。このことは、関連付けられたＭＭＥの現在のアップタイムを含む可能性があり、その結果、各ＵＥは自己のコンテクストが依然として利用可能でありうるか否かを自ら判定できる。
【００６７】
推測方法４
推測方法４は、ＭＭＥが非常に混雑したエリアを管理（serve）するときに、ＭＭＥは、キャッシュしたコンテクストを削除するのをより早く開始すると想定する。この思想は、混雑したエリアは、ＭＭＥがより高い作業負荷を有し、より多くの記憶装置を必要とし、及び、より広い帯域幅を必要とすることである。通常よりも早くコンテクストを削除すると、ＭＭＥにおいてより少ないリソース消費をきたす（可能性が非常に高い）。
【００６８】
ＵＥは、どの程度ＭＭＥが忙しいかを検知することによってこの知識を活用するとともに、この情報を用いることができるであろう。
【００６９】
検出自体は様々な方法で実行することができるであろう。
ＵＥはブロードキャストページングメッセージの頻度を聴取（listen）し、これを「正常な値」と比較しうる。この思想は、多くの人がいる場合はページングメッセージの数も増加するということである。このことは次いでＭＭＥ上でのトラフィック量の思想を提供する。
【００７０】
無線レベルでの測定では、アクティビティが高いことは多くのユーザがアクティブであることを指示しうる。アクティビティは物理層上にあり、このことは電磁放射線がＵＭＴＳ周波数帯中で測定されることを示唆している。
【００７１】
しかしながら、この方法の欠点は、セルの履歴、すなわち、何名のユーザが過去にアクティブであったかを考慮に入れないことである。このことは、これら過去のユーザもおそらくは自己のコンテクストをＭＭＥ中に保存させているので、重要である。
【００７２】
この問題に対するサブソルーションは、ＵＥが非３ＧＰＰ接続中（アイドル期間中等）に３ＧＰＰ内で定期的に聴取（listen）することであろう。
【００７３】
同じ原理をハンドオーバーの前に用いることができる。
【００７４】
推測方法５
コンテクストをＭＭＥに保持する時間は実装に依存しているので、ある特定の供給メーカーからの各ＭＭＥがコンテストを全く実装していないことがありうる。ＵＥがＭＭＥの供給メーカーを発見できる場合は、ＵＥは次いでこの情報から得ることができる可能性がある。
【００７５】
ＵＥは以下によって発見しうる：
明示的なシグナリング
ＭＭＥは、供給メーカー特有であると知られている具体的な随意的な特徴を実装し、ＭＭＥは標準に準拠した挙動をするが、タイミング又はデフォルト値の差といった自己の供給メーカー特有の「習慣」を持ちうる。
【００７６】
推測方法６
方法６は、各ＵＥにＭＭＥにおける自己のコンテクストを通知するための単純かつ潜在的に高い正確性をもった方法である。このことは情報メッセージをＵＥに明示的に送信することによって行われる。
【００７７】
この情報は、他の既存のメッセージに接続（ピギーバック）されうる。
【００７８】
興味深い一つの可能性は、第８版の特徴であるアクセスネットワーク発見及び選択機能（ＡＮＤＳＦ）を用いることである。ＡＮＤＳＦの目的は、通常はＵＥが、当該ＵＥの直接的な近隣にあるアクセスネットワークを発見（及び選択）するのを支援することである。したがって、ＡＮＤＳＦはＵＥ上の位置についての知識を有する。
【００７９】
ＵＥが非３Ｇ中にある間は、ＡＮＤＳＦはＵＥの位置を知りうるし、また、ＵＥが自己のＧＵＴＩを用いるべきか用いるべきでないかを決定しうる。
【００８０】
ＡＮＤＳＦがＵＥのコンテクストがどこに位置しているか（古いＭＭＥ）を知っており、ＭＭＥとＨＳＳとの間の遅延経路についての情報を持つことが推定され、そのためＡＮＤＳＦは
−ＧＵＴＩを添付した（ＩＭＳＩは添付しない）接続、及び
−ＩＭＳＩを添付した（ＧＵＴＩを添付した／しない）との接続
の推定コスト（遅延等）を計算することができる。
【００８１】
計算の結果は、ＵＥが最も速い方法（以下に説明する）を決定できるよう、ＵＥに送信される。
【００８２】
例えば、
コスト（ＩＭＳＩ）＝Ａミリ秒
コスト（ＧＵＴＩ）＝Ｂミリ秒
とする。
【００８３】
ここで、ＵＥは基本的に自己のＩＭＳＩを送信するか、又はＧＵＴＩを送信するという２つのオプションを持つ。ＵＥが自己のＩＭＳＩを送信する場合には、ネットワークは識別情報を知っており、ＵＥの識別情報を発見するのにさらなるメッセージは必要としない。したがって、この場合には全コストはコスト（ＩＭＳＩ）＝Ａである。ＵＥが自己のＧＵＴＩを送信する場合には、古いＭＭＥにコンテクストが存在する可能性があり、したがって、ＵＥの識別情報は知られている（コスト＝Ｂ）。他の場合には、識別情報は知られていない。すなわち、ＵＥは依然として自己のＩＭＳＩを送信しなければならず、したがって、コストはＡ＋Ｂに等しい。
【００８４】
ＵＥが確率Ｐに関する推測値を持つ場合は、ＵＥは開始時に最適な戦略を計算することができる。ＵＥは、ＡとＰ×Ｂ＋（１−Ｐ）×（Ａ＋Ｂ）の最小値を計算する必要がある。
【００８５】
言い換えれば、Ａ＜Ｐ×Ｂ＋（１−Ｐ）×（Ａ＋Ｂ）である場合は、ＵＥは最初に自己のＩＭＳＩを送信するべきであり、そうでなければ、最初に自己のＧＵＴＩを送信するべきである。
【００８６】
決定木は、ＩＭＳＩをＧＵＴＩとともに送信するか又はＧＵＴＩなしに送信するかを区別することによって、拡張することができる。両方を送信する利点は、ネットワークは、ＧＵＴＩが有効である場合には「新規のＭＭＥ選択」を実行する必要がないことである。
【００８７】
両方を同時に送信することに対する強い反論はないので、ＵＥが常に自己のＧＵＴＩを自己のＩＭＳＩ（利用可能な場合）とともに送信することが推定される。これは、識別情報がＩＭＳＩのみに完全に知られているので、本発明の主たる目的−ＵＥの識別情報を効率的に得ること−に影響を及ぼさないことに留意されたい。
【００８８】
ＨＳＳの支援を受けた推測
この主たる思想の一変形例では、ＨＳＳが、ＵＥが推測を行う際に支援することである。ＨＳＳが、ＵＥがどのように推測するのかを厳密に知っている場合には、ＨＳＳはいつＵＥが誤るかを知っている。このことが起きると、ＵＥが実際のステータスをわかるように、ＨＳＳはＵＥに推測が誤っていることを通知しうる。
【００８９】
ＵＥのコンテクストがＭＭＥにあるか否かをＨＳＳが常に知っていることに留意するべきである。
【００９０】
物事を複雑にしているのは、ＵＥとＨＳＳが自己の推測の際に異なる入力及び／又はアルゴリズムを用いている可能性があり、その結果、ＵＥが自己の推測を誤りうるだけでなく、ＨＳＳもまた誤りうることである。
【００９１】
このことを図８に示す。ここでは、ＭＭＥにおけるＵＥのコンテクストに関する実際の状況、並びに、ＵＥがどのように推測するかについてのＨＳＳによる推測を示す。点Ａにおいて、ＨＳＳはＵＥが「コンテクストなし」と推測すると考えているが、ＨＳＳは、コンテクストが実際に利用可能であることを知っている。ＨＳＳはここで、その推測が誤っていることをＵＥに（所定の遅延の後に）通知することができ、ＵＥは自己の現在の推測を更新する。同時に、ＨＳＳはＵＥの推測に関する自己の推測を更新する。
【００９２】
点Ｃにおいて、コンテクストはＭＭＥで削除され、ＨＳＳにこの旨が通知される。ＨＳＳは再び、ＵＥが誤った推測をしたと考え、再びＵＥに通知しうる（図示しない）。
【００９３】
上記に記載されたすべての方法及び実施の形態は、単独で又は任意に互いを組み合わせて用いることができ、推定精度をさらに改善するために用いることができる。
【００９４】
本発明の別の実施の形態は、ハードウェア並びにソフトウェアを用いる上記の様々な実施の形態の実装に関する。本発明の他の実施の形態は、本発明の様々な実施の形態は、演算装置（処理装置）を用いて実装又は実行してもよいことが認識されている。演算装置又は処理装置は例えば、汎用目的の処理装置、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラム可能な論理デバイス等であってもよい。本発明の様々な実施の形態は、これらデバイスの組み合わせによって実行又は具現化してもよい。
【００９５】
さらに、本発明の様々な実施の形態はまた、処理装置によって又は直接的にハードウェア内で実行されるソフトウェアモジュールの手段によって実装されてもよい。ソフトウェアモジュールとハードウェア実装の組み合わせもまた可能であろう。ソフトウェアモジュールは、任意の種類のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、例えばＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等に格納されてもよい。
【００９６】
前の諸段落では、本発明の様々な実施の形態並びに変形例が記載されてきた。具体的な実施の形態において示されたように、非常に多数の変形及び／又は改造が、広範に記載された本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、本発明に対してなされうることが、当業者によって理解されるであろう。
【００９７】
さらに、実施の形態の大部分が、３ＧＰＰベースの通信システムに関して概略説明されてきたこと、及び、前の諸セクションで用いられた用語は主として３ＧＰＰ用語に関することに留意するべきである。しかしながら、３ＧＰＰベースのアーキテクチャに関する様々な実施の形態の用語並びに記載は、本発明の原理並びに思想をかかるシステムに限定することを意図していない。
【００９８】
また、上記技術分野のセクションで与えられた詳細な説明は、本明細書中に記載されたほとんど３ＧＰＰに特有の例示的な実施の形態をよりよく理解するよう意図されており、移動体通信ネットワークにおける処理及び機能の記載された具体的な実装に限定するものとして理解されるべきでない。それにもかかわらず、本明細書中で提案された諸改良は、技術分野のセクションに記載されたアーキテクチャ内に容易に適用されうる。さらに、本発明の概念は、３ＧＰＰによって現在論じられたＬＴＥ  ＲＡＮ内にも容易に用いられうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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